Fungování lokálních i globálních počítačových sítí, mobilních a dalších komunikačních služeb vyžaduje použití různých komunikačních protokolů. Které z nich lze považovat za nejčastější? Jaký by mohl být význam příslušných norem?
Co jsou komunikační protokoly?
Komunikační protokol je seznam sjednocených instrukcí, které určují, jak by určitá softwarová nebo hardwarová rozhraní měla zajišťovat přenos dat – například textové, grafické, audio a video streamy. Odpovídající protokoly jsou vytvářeny především pro usnadnění škálování různých počítačových sítí. Například zavedení protokolu TCP / IP umožnilo sjednotit přenos dat prakticky po celém světě, což umožnilo připojit počítače ke globální internetové síti.
Na trhu moderních informačních technologií se protokoly komunikačních kanálů používají na různých úrovních implementace komunikačních rozhraní. Jsou neustále vylepšovány a aktualizovány. Pravidelně, novéprotokoly odrážející specifika vývoje trhu komunikací. Různé komunikační protokoly lze použít v domácích i průmyslových sítích realizovaných na bázi infrastruktury výzkumných center apod. Mezi nejběžnější standardy odpovídajícího typu patří Ethernet, CAN, HART.
Využití komunikačních protokolů se provádí také v oblasti mobilních komunikačních služeb. Mezi nimi - 3G, 4G, GPRS.
Tyto protokoly se v různých mobilních sítích liší, zejména:
- podle rychlosti přenosu dat mezi účastníkem a poskytovatelem komunikačních služeb;
- podle frekvenčních pásem;
- ve smyslu maximální vzdálenosti komunikačního zařízení k základnové stanici.
Pokud jde o klasifikaci počítačových komunikačních protokolů, vyznačuje se poměrně vysokou úrovní složitosti. Podívejme se podrobněji na jeho specifika.
Klasifikace počítačových komunikačních protokolů
Klasifikace příslušných protokolů může být provedena pomocí poměrně velkého množství přístupů. Běžné je, že komunikační standardy lze rozdělit na nižší a vyšší úrovně. Patří mezi ně:
- použito;
- zástupce;
- session;
- doprava;
- síť;
- kanál;
- fyzické.
Pojďme je prostudovat podrobněji.
Aplikační vrstva sítěprotokoly
Uvažovaná úroveň, do které lze klasifikovat jeden nebo jiný komunikační protokol, se týká především aplikací. To znamená, že zajišťuje komunikaci mezi síťovou infrastrukturou a konkrétními uživatelskými programy. Protokoly jako HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent a mnoho dalších se zde používají k poskytování moderních online služeb.
Reprezentativní vrstva síťových protokolů
Na příslušné úrovni komunikační protokol zahrnuje reprezentaci určitých dat. Zde lze provádět postupy pro převod jednoho protokolu na druhý, kódování, kompresi souborů a správu různých požadavků.
Specifické aplikace zadávají určité požadavky do sítě, načež jsou převedeny do jazyka srozumitelného serveru. Dále je žádost zpracována. Odpověď ze serveru je následně převedena do jazyka, kterému aplikace rozumí. Mezi oblíbené protokoly odpovídajícího typu patří ASN, FTP, SMTP. To může být také do určité míry připsáno těm a HTTP, FTP.
Sesační vrstva komunikačních protokolů
Na této úrovni se komunikační protokol používá k provedení konkrétní operace – například synchronizace určitých úkolů, vytvoření komunikační relace, odeslání nebo přijetí souboru. Mezi běžné protokoly, které se pro tyto účely používají, patří ASP, DLC, SOCKS.
Přepravní vrstva komunikačních protokolů
Používají se příslušné typy norempřímé doručování určitých typů dat z jednoho síťového objektu do druhého. V mnoha případech jsou zde soubory rozděleny do samostatných prvků - aby se usnadnil jejich přenos. Mezi protokoly odpovídajícího typu patří TCP, UDP, RMTP.
Protokoly síťové vrstvy
Dalším typem standardů, na kterých může komunikační systém fungovat, jsou protokoly síťové vrstvy. Zodpovídají především za způsoby přenosu dat, překlad adres, přepínání, sledování kvality provozu infrastruktury. Mezi takové protokoly patří zejména stejné TCP/IP, ICMP. DHCP.
Protokoly propojovací vrstvy
Tyto standardy se používají k zajištění provozu klíčových hardwarových součástí sítě. Vhodné protokoly umožňují systému v první řadě kontrolovat data pocházející z fyzické vrstvy, zda neobsahují chyby. V případě potřeby jsou také upraveny. Mezi tyto standardy patří běžný komunikační protokol PPP, algoritmy jako SLIP, L2F, PROFIBUS. V zásadě lze Ethernet také klasifikovat jako kanálový protokol.
Vrstva fyzického protokolu
Další úroveň působení příslušných norem je fyzická. Komunikační protokol je zde nástroj, pomocí kterého je přímo přenášen digitální datový tok – odesláním signálu přes kabel nebo přes rádiový kanál.
V případě kabelového přenosu lze použít standardy jako RS-232, xDSL, 100BASE-T. Common Wireless Communication Protocols - inkonkrétně implementované pomocí Wi-Fi routerů – těch, které jsou typu IEEE 802.11.
Klasifikace norem, kterou jsme studovali, lze považovat za velmi podmíněnou. Takže v jeho rámci může být velmi problematické přiřadit ten či onen protokol do konkrétní kategorie: často se stává, že standard je aplikován na několika úrovních najednou. Bylo by užitečné podrobněji zvážit specifika nejpopulárnějších protokolů na trhu moderních informačních technologií. Jako je například kontrolní protokol PPP (komunikace - je to ona, kdo je předmětem vlivu algoritmů, které poskytuje odpovídající standard).
Co je protokol PPP?
Uvažovaný protokol odkazuje, jak jsme uvedli výše, na standardy, které jsou navrženy tak, aby zajistily fungování síťové infrastruktury na vrstvě datového spojení. Je univerzální: pomocí příslušného protokolu můžete implementovat ověřování zařízení, používat mechanismus šifrování dat a v případě potřeby komprimovat soubory.
Uvažovaný protokol zajišťuje fungování sítí založených na běžných komunikačních zdrojích – jako jsou telefonní linky, mobilní komunikační kanály. Pokud se v konkrétním programu objeví nápis, že protokol PPP byl přerušen komunikací, bude to s největší pravděpodobností znamenat, že uživatel nemůže získat skutečný přístup k síťovým zdrojům, které poskytuje jeho poskytovatel.
Existuje několik druhů odpovídajícího standardu – například PPPoE, PPPoA. VTato struktura příslušného protokolu zahrnuje několik standardů: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Dalším běžným protokolem na moderním trhu IT je
Co je protokol
Pro zajištění provozu infrastruktury výměny hypertextových dat - v obecném případě mezi počítači a servery na internetu se používá odpovídající standard. Odkazuje na základní protokoly, které zajišťují provoz World Wide Web. Standardně jej podporuje většina moderních komunikačních softwarových nástrojů na běžných operačních systémech. Je stabilní - je těžké si představit situaci, kdy se na obrazovce uživatele objeví zpráva z HTTP programu jako "protokol byl přerušen spojením PPP." V krajním případě – pokud z nějakého důvodu nejsou k dispozici nástroje pro povolení standardu HTTP, můžete pro online přenos souborů použít například protokol FTP, i když v mnoha případech nemusí být jeho použití nejoptimálnějším řešením.
Dotyčný standard zahrnuje přenos dat z hardwarově-softwarového objektu ve stavu klienta na server a naopak. První posílá požadavky druhému a ten na ně odpovídá podle stanoveného algoritmu. Existuje několik variant příslušného protokolu: například HTTPS, HTTP-NG. Hlavní výhody za tím, že se komunikační protokol HTTP stal jedním z nejoblíbenějších:
- všestrannost;
- snadná implementace;
- rozšiřitelné;
– široká podpora od dodavatelů softwaru.
Má také řadu nedostatků, na které upozornili odborníci:
- poměrně velký počet jednotlivých zpráv;
- nevhodnost pro distribuované výpočty;
– nemožnost procházet prostředky hostované na serveru.
Výše jsme poznamenali, že daný komunikační standard podporují hlavní uživatelské operační systémy i běžné softwarové produkty. Rozsah tohoto protokolu je však mnohem širší než implementace komunikačních algoritmů v rámci uživatelských řešení. Standard HTTP je také použitelný v průmyslu, video monitorovacích systémech a SCADA infrastruktuře.
Velký počet výrobců, kteří považují různé komunikační protokoly v sítích za základní pro budování komunikační infrastruktury, volí HTTP jako funkční a spolehlivý nástroj pro organizaci přístupu k různým online zdrojům, konfiguraci objektů, správu různých zařízení.
Pokud mluvíme konkrétně o odvětví, pak Modbus lze připsat počtu nejpopulárnějších protokolů v odpovídajícím segmentu trhu.
Co je protokol Modbus?
Příslušná norma se používá hlavně k zajištění interoperability mezi různými prvky v rámci automatizační infrastruktury na pracovišti. Relevantníprotokol může být v těch variantách, které jsou přizpůsobeny pro přenos dat přes specifický typ komunikačního kanálu - drátový, bezdrátový (na druhé straně zdroje prvního typu mohou zahrnovat měděné kabely, kabely z optických vláken - a samostatné modifikace příslušného protokolu byly pro ně vyvinuty).
Existují verze Mobdus přizpůsobené pro přenos dat přes TCP/IP. Dalším oblíbeným řešením v průmyslovém prostředí je PROFIBUS-FDL.
Co je protokol PROFIBUS-FDL?
Uvažovaný protokol funguje v rámci sítě PROFIBUS, která se rozšířila mezi evropské průmyslové podniky. Jeho prototyp byl vyvinut specialisty Siemens a měl být použit ve výrobních oblastech, kde byly zapojeny řídicí jednotky.
Následně byla na základě vývoje německé korporace vytvořena síťová infrastruktura, ve které byly kombinovány různé technologické a funkční vlastnosti sériové komunikace související s terénní úrovní. Uvažovaný síťový protokol umožnil integrovat různé typy automatizačních zařízení do jednoho výrobního systému. Za zmínku stojí, že protokol PROFIBUS-FDL není jediný, který na této průmyslové síti funguje. Je však jednotný, pokud jde o použitelnost, aby bylo možné organizovat přístup k hlavnímu autobusu.
Tak či onak je uvažovaný komunikační protokol doplněn o následující standardy:
-DP;
- PA;
- FMS.
Používá se protokol PROFIBUS DPorganizace výměny dat mezi předními průmyslovými zařízeními, jako je DP, a také zařízeními, na kterých jsou I/O implementovány podle distribuovaného schématu. Tento protokol zároveň umožňuje organizovat výměnu dat vysokou rychlostí. Má také relativně nízké náklady na implementaci, díky čemuž je populární i u malých podniků.
Standard PROFIBUS PA umožňuje výměnu dat mezi infrastrukturou, která se skládá ze zařízení souvisejících s úrovní pole. Tento protokol je optimalizován pro připojení různých senzorů a mechanismů ke společné lineární nebo kruhové sběrnici.
Standard PROFIBUS FMS se vyznačuje všestranností. Je určen především pro organizování výměny dat mezi high-tech komponentami průmyslové infrastruktury - počítači, programátory, kontroléry.
Mezi silné stránky protokolů fungujících v síti PROFIBUS patří otevřenost (to znamená, že je mohou používat všechny zainteresované průmyslové podniky), rozšířenost (což usnadňuje škálování průmyslové infrastruktury při rozšiřování trhů, otevírání nových průmyslová odvětví).
CV
Zvážili jsme tedy podstatu komunikačních protokolů, studovali vlastnosti některých populárních odrůd odpovídajících standardů. Jejich hlavním účelem je zajistit přenos dat v rámci jednotných formátů. Tedy - ty, které lze škálovat v rámci infrastruktury, zpravidla výrazně přesahující měřítkoindividuální podnik.
Ve skutečnosti mluvíme o mezinárodních standardech: moderní protokoly pro mobilní, drátovou a Wi-Fi komunikaci jsou velmi rozšířené, veřejně dostupné a relativně snadno škálovatelné. Samozřejmě, v některých případech, i na tak globálních trzích, jako je poskytování celulárních služeb, je možné použít regionální protokoly, ale je v zájmu největších značek implementovat, pokud to není v rozporu se zájmy obchodu, a v některých případech stát, pokud možno jednotné standardy, které posílí mezinárodní komunikaci.
Existuje řada základních komunikačních protokolů. V kontextu internetu mezi ně patří HTTP, TCP / IP. V segmentu služeb pro poskytování přístupu do sítě lze takto označit standard PPP. Pokud uživatel uvidí zprávu oznamující, že protokol řízení linky PPP byl ukončen, pak uživatel s největší pravděpodobností nebude moci přistupovat k online zdrojům pomocí HTTP nebo TCP/IP. Každá norma má tedy velký význam a navíc je v mnoha případech nerozlučně spjata s ostatními. Pokud je jeden protokol přerušen komunikací, existuje možnost, že uživatel nebude mít přístup k těm zdrojům, za které jsou za organizaci komunikace odpovědné jiné standardy.
Komunikační protokoly jsou nepostradatelným nástrojem pro řešení složitých problémů jak v oblasti uživatelské komunikace, tak v oblasti průmyslu a služeb. Od kompetentního výběru konkrétního standardu závisí úspěšnost implementace příslušné infrastruktury, stejně jako jejíúčinnost - z hlediska poměru výkonu systému a nákladů na jeho instalaci. Včasné prostudování vlastností síťových protokolů, výběr toho optimálního je tedy důležitým úkolem pro podnikové manažery odpovědné za implementaci a modernizaci firemní komunikační infrastruktury.
